SWITCHES Y ENRUTADORES ÓPTICOS Oscar Andrés Prada Velandia Dorfell Leonardo Parra Prada Daniel Andrés Sierra García

SWITCHES Y ENRUTADORES ÓPTICOS Introducción La fibra óptica nos ofrece una solución a la demanda de transmisión de datos a grandes velocidades.

SWITCHES Y ENRUTADORES ÓPTICOS La demanda de tráfico en las redes de telecomunicaciones está experimentando un crecimiento espectacular, lo cual provoca que gran parte de la infraestructura de red instalada quede obsoleta rápidamente y sea necesaria su sustitución por tecnologías fotónicas que permitan un mayor ancho de banda.

SWITCHES Y ENRUTADORES ÓPTICOS CONCEPTOS: Enrutadores Switches

SWITCHES Y ENRUTADORES ÓPTICOS Una red óptica consiste de routers de longitud de onda y nodos que están interconectados de a pares por fibras ópticas. Una red ruteada en longitud de onda totalmente óptica es aquella red que trasporta datos de un lugar a otro sin necesidad de una conversión optoelectrónica.

SWITCHES Y ENRUTADORES ÓPTICOS Routers de longitud de onda: Routers no reconfigurables. Routers reconfigurables independientes de la longitud de onda. Router reconfigurable selectivo en longitud de onda.

TRES TIPOS DE CONMUTACIÓN ÓPTICA

TECNOLOGÍA MEMS La tecnología MEMS (microelectromechanical systems) básica consiste en espejos móviles que enrutan los haces de luz de acuerdo con sus destinos. Otras estructuras más complicadas pueden incluir también conmutadores de fibra y moduladores.

CONMUTADORES ÓPTICOS BASADOS EN MEMS * 2D MEMS * 3D MEMS

OSw (Optical Switches) * O-E-O * O-O-O Routers Ópticos

TIPOS DE REDES, ENRUTADORES Y SWITCHES ÓPTICOS OCDMA (optical code-division multiple access), no requieren ningún tipo de sistema de gestión del tiempo o la frecuencia. OCDMA funciona de forma asíncrona, sin un control centralizado, y además no se producen colisiones de paquetes. Como consecuencia de ello, los sistemas OCDMA se caracterizan por unas latencias inferiores a las de TDMA o WDMA. Adicionalmente, dado que no se necesita asignar de forma individualizada los slots de tiempo y frecuencia (longitud de onda) a cada usuario, se consigue una mejora de prestaciones con la multiplexación. OCDMA es la mejor opción para el despliegue de redes ópticas de área local de alta velocidad.

Red OCDMA de 2 usuarios

TIPOS DE REDES, ENRUTADORES Y SWITCHES ÓPTICOS WDM (wavelength division multiplexing). El concepto de WDM consiste en utilizar las dos ventanas de transmisión, la de 1300 nm y la de 1550 nm , a la vez. DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). DWDM es una técnica de transmisión por fibra óptica. La misma involucra el proceso de multiplexar varias longitudes de onda diferentes sobre una sola fibra óptica. Otras técnicas de demultiplexación óptica de señales OTDM de alta velocidad son: TOAD, UNI, NLWG o NOLM.

TIPOS DE REDES, ENRUTADORES Y SWITCHES ÓPTICOS Optical Circuit Switching (OCS), que se caracteriza por su simplicidad de operación y administración, además de que no requiere la conversión de longitud de onda, para la utilización completa de la red. OPTICAL PACKET SWITCHING (OPS), Es una técnica donde los paquetes que llegan son conmutados ópticamente sin ser convertidos a una señal eléctrica. OPTICAL BURST SWITCHING (OBS), combina las mejores características de OCS y OPS, siendo un buen balance entre ambas y comercialmente más viable que OPS en un futuro cercano. OPTICAL CROSSCONNECT (OXC), Elemento de una red que conmuta las señales ópticas de los puertos de entrada a los puertos de salida. Estos elementos son usualmente insensibles a las longitudes de onda.

TIPOS DE REDES, ENRUTADORES Y SWITCHES ÓPTICOS

PROYECTO MULTILOGIC Dispositivos fotónicos multi-función para implementar funcionalidades de puerta lógica y flip-flop en redes ópticas de conmutación de paquetes. Permita actuar como puerta lógica reconfigurable (NOT, AND, XOR, OR) o flip- flop. Para ello se propone el uso de interferómetros Mach-Zehnder con amplificadores ópticos de semiconductor (SOA-MZI).

CORRELADOR ÓPTICO Genera un pulso a su salida sólo en el caso de que ambas direcciones coincidan. Este pulso óptico se utiliza posteriormente como señal de control para el subsistema de inserción de nueva cabecera y el flip-flop óptico. La nueva cabecera puede generarse a partir del pulso óptico mediante la utilización de divisores ópticos y líneas de retardo de múltiplos de la duración de bit. Por otro lado, el flip-flop óptico se encarga de alimentar el conversor de longitud de onda con una señal de onda continua a determinada longitud de onda.

MÁS AVANCES Efecto termo-óptico, Consiste básicamente en emplear calor para activar el mecanismo de conmutación. La mayoría de los dispositivos existentes en esta categoría enrutan las señales ópticas sobre un plano 2D al igual que ocurre con los MEMS Cristales líquidos, Se han desarrollado conmutadores de pequeña escala (1x2, 2x2 ó 1x8) basados en cristales líquidos que operan a altas velocidades de conmutación. Los tiempos de conmutación se sitúan en torno a 1-4 ms, siendo muy adecuados para aplicaciones de protección y restauración de red, así como test remoto de fibras, OADMs de pequeña escala y monitores de longitud de onda.

MÁS AVANCES Efecto acusto-óptico, Consiste en dos fibras fusionadas formando una forma parecida a una "X". Los núcleos de estas fibras se configuran para permitir que longitudes de onda específicas se desplacen de una a otra fibra cuando se aplican ondas acústicas. Por otro lado, otro de los conmutadores se basa en dos cristales que vibran a determinadas frecuencias. Cambiando la frecuencia de vibración, cada cristal desvía la luz con un cierto ángulo. Uno de los cristales controla el movimiento horizontal mientras que el otro proporciona control vertical, de tal forma que el haz puede dirigirse a una coordenada X-Y específica de la salida. Conmutadores electroholográficos, Presentan una estructura consistente en una matriz de cristales. Las longitudes de onda que entran por la línea inferior se separa en diferentes columnas y cada una de ellas puede dirigirse hacia cualquier fibra de salida. Por su parte, cada cristal integra una red de difracción de Bragg holográfica que, cuando se le aplica una tensión, desvía una longitud de onda a un determinado puerto de salida. Adicionalmente, si la tensión aplicada se atenúa entonces disminuye la potencia óptica de la señal, mientras que si se elimina todas las longitudes de onda lo atraviesan.

REFERENCIAS Flip-Flops Ópticos basados en Interferómetros Mach-Zehnder Activos con Realimentación, Tesis Doctoral, Raquel Clavero Galindo, Universidad Politécnica de Valencia, 2007. Diseño de Protocolos sobre Redes Ópticas de Conmutación de Ráfagas, Maria Engracia Guillamón Bagán, Universidad Politénica de Catalunya, 2005. Electrónica y Comunicaciones, estado [en linea], revista #219, 2007, enlace: http://www.cypsela.es/revista/revistas_anteriores/revista_219/articulos/art3.html DISEÑO DE TOPOLOGÍAS LÓGICAS EN REDES WDM CON ENCAMINAMIENTO POR LONGITUD DE ONDA, González Fernando, Estado [en línea], 2007, enlace: http://www.coit.es/pub/ficheros/siemens_eb94bef6.doc?PHPSESSID=4171659579 b6be14e199331b3c923e85.

GRACIAS